靶向诱导merlin/p53协同性亚细胞穿梭对听神经瘤在体生长的影响

Vestibular schwannomas (VS) are the most common benign skull base tumors encountered in neurosurgical practice. The expression status of merlin tumor suppressor is well-related to the growth potential of VS. However, the molecular mechanisms of merlin-deficient tumour development are largely unknown. Our previous studies have suggested that merlin and p53 tumor suppressors can positively regulate each other. Merlin loss exerts proliferating effects, at the least part, through the subcellular shuttling of p53 from nucleus to cytoplasm, which leads to the reduced protein stability of p53. The p53 activator Nutlin-3 could induce the cooperative shuttling of both p53 and merlin from cytoplasm to nucleus and enhance their protein stabilities, thus leading to the inhibition of tumour-cell proliferation in vitro. Based on our in vitro experiments, in this study we attempt to establish PDX (Patient Derived Xenograft) models and murine VS models . Comparing the two subsets of tumours with different growth characteristics, we firstly investigate the role of the deregulation of merlin/p53 in the schwannoma growth. We then analyze the sensitivity differences to Nutlin-3 between the two subsets of schwannomas and the underlying mechanisms with regard to the protein and subcellular levels , thus providing an in-depth understanding of mechanisms of VS growth and foundations for the clinical application of the drug in the treatment of VS.

抑瘤蛋白merlin在听神经瘤生长调控中具有重要作用，其表达缺失能促进肿瘤生长，但具体分子机制尚不明确。我们前期离体实验发现，merlin与经典抑瘤因子p53存在“共表达”现象；merlin下调介导p53蛋白由“胞核”到“胞质”的亚细胞定位变化、使其稳定性/水平下降；p53激活剂Nutlin-3能诱导merlin/p53抑瘤信号由“胞质”到“胞核”的协同穿梭运动、两者蛋白稳定性/水平升高，最终抑制听神经瘤细胞增殖。本课题基于离体实验结果，拟利用人源性组织异种移植（PDX）裸鼠模型和基因敲除/敲减小鼠模型，根据在体生长速度区分不同听神经瘤亚群，明确merlin/p53异常亚细胞定位和失调表达的促瘤效应；探讨不同肿瘤亚群对Nutlin-3体内用药的敏感性及其差异性；通过关键蛋白信号亚细胞穿梭和蛋白表达水平两个角度，揭示药物抑制肿瘤在体生长的分子机制，以期为该病的治疗策略提供新的切入点。

【项目背景】：听神经瘤因其生长于内听道、 桥小脑角这一狭窄区域， 随着瘤体逐渐增大可压迫周围颅神经和脑组织从而引起严重的病症， 甚至威胁患者生命。目前手术是根治听神经瘤的唯一方法，但术后易留下颅神经损伤等并发症；此外，不同散发性瘤的临床生物学行为有较大的差异，约半数肿瘤在随访中增大，另有半数肿瘤静止生长甚至缩小，然而目前尚未找到分子预测因素。听神经瘤为良性肿瘤，只要通过药物控制其生长就能达到治疗目的。因此，近年来药物治疗的研究已逐渐成为国际听神经瘤领域关注的热点。【主要研究内容】：Merlin/MDM2/p53 信号失调对 PDX 模型听神经瘤发展趋势的影响；应用个性化 PDX 模型研究听神经瘤对小分子药物 Nutlin-3 的敏感性；Nutlin-3 对听神经瘤小鼠模型肿瘤生长/听力表型的影响和毒性反应。【重要结果和关键数据】：申请人通过在体和离体蛋白组学证明Merlin/MDM2/ p53 信号失调和异常核质穿梭促进可以神经鞘膜瘤细胞生长（J Neurooncol, 2019, 第一作者；Am J Transl Res，2020，共同第一作者），同时发现良性肿瘤细胞代谢和微环境改变影响 肿瘤生长（Transl Oncol. 2021，共同第一作者）；同时在接下来的研究中，申请人发现 MDM2 竞争性抑制剂Nutlin-3 能够抑制肿瘤离体以及在体生长，针对merlin 表达缺失的肿瘤，需要联用蛋白抑制剂MG-132才能发挥抑瘤效应（Ebiomedicine，2018, 第一作者）。【科学意义】针对听神经瘤发生机制研究， 在分子信号角度阐明肿瘤的生长机制，即merlin 蛋白表达下调触发 p53-MDM2 信号通路的表达失调和异常亚细胞穿梭运动，驱动肿瘤生长证实 p53-MDM2 轴可作为听神经瘤治疗的药物靶点。